江苏省苏州外国语学校2022－2023学年度上学期高二物理期末复习选择性必修一综合卷一
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
如图所示，年月日时，我国新一代载人飞船试验船返回舱进入大气层，当平安到达着陆场预定区域上空时，在降落伞作用下竖直下降，随后飞船底部个气囊打开，稳稳降落在着陆场预定区域。下列说法正确的是(????)
A. 着陆过程中返回舱对地球的引力小于地球对返回舱的引力 B. 降落伞打开前，返回舱内物体所受重力减小了 C. 降落伞打开后，伞绳对返回舱的总拉力大于返回舱受到的重力 D. 打开个气囊是为了减小返回舱着陆过程中的动量变化量
光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高．“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术．如图所示，若浸没液体的折射率为，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体时光刻胶的曝光波长变为
A. B. C. D.
根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象： 闻其声而不见其人?????????????????? 夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色 当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高； 观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；?这些物理现象分别属于波的(????)
A. 折射、干涉、多普勒效率、偏振 B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效应 C. 衍射、偏振、折射、多普勒效应 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示．干涉条纹有如下特点： 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； 任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹(????)
A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失
关于光现象，下列说法正确的是(????) ?? ? ??? ? ??? ? ? ? ? ? ? 甲? ? ? ? ? ? ? ? ? ?乙? ? ? ? ? ? ? ? 丙? ? ? ? ? ? ? ? ?丁
A. 图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B. 图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象 C. 图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象 D. 图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
关于光现象及其应用，下列说法正确的是(????)
A. 汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射 B. 照相机的镜头表面镀有一层膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射 C. 用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉 D. 抽制高强度纤维细丝，可用激光监控其粗细，是利用了光的偏振
图甲为一沿轴方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，、、、是平衡位置分别在、、、处的质点。图乙为质点以此时刻为计时起点的振动图象，则下列说法正确的是(????)
在时间内，质点沿轴负方向移动了 B. 这列波的传播速度为 C. 这列波沿轴正方向传播 D. 从此时刻开始，质点比质点早到达正最大位移处
下列说法正确的是(????)
A. 物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B. 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C. 两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D. 一列波通过小孔发生了衍射，波源频率越大，观察到的衍射现象越明显
图甲中，长为的长木板静止于光滑水平面上，小物块位于木板的右端点．时，木板以速度开始向右滑动，小物块恰好没有从长木板上滑落，重力加速度为图乙为物块与木板运动的图像，则(????)
A. 物块质量是木板质量的 B. 物块与木板间的动摩擦因数为 C. 内，物块与木板损失的动能为木板初动能的 D. 物块的最大动能是木板初动能的
如图所示，两质量分别为和的弹性小球叠放在一起，从高度为处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知，不计空气阻力，则小球反弹后能达到的高度为(????)
A. B. C. D.
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
光电计时器同打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示；、分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从、间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的运动。
我们可以用带有光电门、的气垫导轨以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：
A.用天平分别测出滑块、的质量、；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
C.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，系统静止放置在气垫导轨上。
D.用游标卡尺测量小滑块的宽度，卡尺示数如图丙所示，读出滑块的宽度________。
E.按下电钮放开卡销，光电门、各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。滑块通过光电门的速度________，滑块通过光电门的速度________。结果保留三位有效数字
利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________。用题中字母表示如下图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象：
图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_________填或．
下述现象中能够观察到的是：(????)
A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后，干涉现象消失
已知双缝之间距离为，测的双缝到屏的距离为，相邻条纹中心间距为，由计算公式_________，可求得波长。如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是，求得这种色光的波长为__________。已知双缝间距，双缝到屏的距离，计算结果保留一位小数。三、计算题（本大题共4小题，共42.0分）
如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是后的波形图。
若波沿轴负方向传播，且周期大于，求它的周期；
若波沿轴正方向传播，且周期满足，求波的传播速度；
若波速是，求波的传播方向。
如图所示，“”型平板静置在地面上，小物块处于平板上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为的小球悬挂在点正上方的点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动要求摆角小于，以速度沿平板滑动直至与右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，返回到点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知的质量，的质量，与的动摩擦因数，与地面间的动摩擦因数，取重力加速度。整个过程中始终在上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：
与的挡板碰撞后，二者的速度大小与；
光滑部分的长度；
运动过程中对的摩擦力所做的功；
实现上述运动过程，的取值范围结果用表示。
超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为和。取，，。
为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求的取值范围；
若，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差保留位有效数字。
如图所示为某种游戏装置的示意图，水平导轨和分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直圆形轨道与相切于。已知传送带长，且沿顺时针方向以恒定速率匀速转动，两个质量均为的滑块、静置于水平导轨上，它们之间有一处于原长的轻弹簧，且弹簧与连接但不与连接。另一质量也为的滑块以初速度沿、连线方向向运动，与碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。若距离足够远，滑块脱离弹簧后以速度滑上传送带，并恰好停在点。已知滑块与传送带及之间的动摩擦因数均为，装置其余部分均可视为光滑，重力加速度取。求：、的距离； 的大小； 已知竖直圆轨道半径为，若要使不脱离竖直圆轨道，求的初速度的范围。
答案和解析
1.【答案】?【解析】着陆过程中返回舱对地球的引力与地球对返回舱的引力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； 降落伞打开前，返回舱内物体所受重力不变，故B错误； 降落伞打开后，伞绳对返回舱的总拉力大于返回舱受到的重力，故C正确； 返回舱着陆过程中的动量变化量不变，打开个气囊是为了减小返回舱着陆过程中的动量变化率，故D错误。故选C。
2.【答案】?【解析】根据求解光在空气中的波长，由求解光在液体中的传播速度，再根据求解光在液体中的波长。 解决该题需要熟记光速与波长、频率之间关系，掌握光速与折射率之间的关系式，知道光的频率由光源来决定，与介质无关。 【解答】加上液体时光刻胶的曝光波长为：， 光在液体中的传播速度为， 不加液体时 联立得 故B正确，ACD错误。故选B。??
3.【答案】?【解析】衍射是绕过阻碍物继续传播，而干涉是两种频率相同的波相互叠加出现明暗相间的现象，对于多普勒效应现象是接收到的频率在发生变化。 无论反射、衍射还是干涉，其频率均不变，而多普勒效应接收到的频率发生变化。 【解答】“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射； 夏天里雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象； 当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象； 观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象； 由以上分析可知ABC错误，D正确故选D。??
4.【答案】?【解析】解：从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹或暗条纹之间的距离变大．故干涉条纹条纹变疏，故A正确．故选A． 从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为空气层厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为． 掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目．
5.【答案】?【解析】解：图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射现象，A错误； 图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象，B错误； 图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象，C错误； 图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象，D正确。
6.【答案】?【解析】自行车“尾灯”利用全反射现象；镜头表面镀有一层增透膜是利用了光的干涉现象；检查工件平面的平整度利用了光的干涉。 考查光的干涉、衍射与全反射的原理与应用，掌握干涉的条件，及干涉与衍射的区别是关键。 【解答】A.自行车“尾灯”为全反射棱镜，利用光的全反射现象，故A错误； B.照相机镜头表面镀有一层增透膜是利用了光的薄膜干涉原理，故B错误； C.用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的薄膜干涉原理，故C正确； D.激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，故D错误。故选：。??
7.【答案】?【解析】解：、质点不会随波迁移，只能在自己的平衡位置附近振动，故A错误； B、根据图甲可知该波的波长为，根据图乙可知该波的周期，则该波的波速为，故B正确； C、根据图乙可知质点此时刻向上振动，根据“同侧法”可知这列波沿轴负方向传播，故C错误； D、从此时刻开始，质点达到最大位移的最短时间，质点达到最大位移的最短时间，质点比质点早到达正最大位移处，故D错误。故选：。 质点不会随波迁移；根据图甲可知该波的波长，根据图乙可知该波的周期，根据计算波速；根据“同侧法”判断这列波的传播方向；根据振动情况求解质点比质点早多长时间到达正最大位移处。 本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要能够根据图象直接读出波长和周期，能够根据振动方向确定传播方向，知道波速、波长和频率之间的关系。 8.【答案】?【解析】解：、物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振．故A错误； B、医院检查身体的彩超是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理．故B正确； C、两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大．故C错误； D、一列波通过小孔发生了衍射，如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象．故D错误．故选：。 该题考查多普勒现象、共振、波的干涉与衍射等知识点的内容，明确系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大是解题的关键．基础题目． 9.【答案】?【解析】解：、长木板与小物块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故A错误； B、小物块恰好没有从长木板上滑落，小物块相对长木板滑行的距离等于木板长度，设物块与木板间的动摩擦因数为，对小物块与长木板组成的系统，由能量守恒定律得：，解得：，故B正确； C、由能量守恒定律可知，内物块与木板损失的动能，损失的动能为木板初动能的，故C错误； D、木块获得的最大动能，故D错误。故选：。 长木板与小物块组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律求出物块的质量；应用能量守恒定律可以求出物块与木板间的动摩擦因数；应用能量守恒定律可以求出物块与木板损失的动能；根据动能的计算公式可以求出木板获得的动能。 本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意结合图示图象分析清楚木板与物块的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。
10.【答案】?【解析】下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，但碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，而也会与碰撞，选与碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，能量守恒，列方程解得速度，之后做竖直上抛运动，由运动学公式求解反弹高度．
选准作用过程，应用动量守恒定律和能量守恒定律列方程解决，有一定难度．
【解答】下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，，碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选与碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后、速度大小分别为、，选向上方向为正方向，则： 由能量守恒定律得：，， 联立解得：，反弹后高度为：，故选D．
??11.【答案】；；；。?
【解析】游标卡尺的读数的方法是先读主尺的刻度，再看游标尺上有多少个刻度，再看游标尺的第几个刻度线与主尺上的刻度线对齐，则游标尺的读数为，则总的读数为主尺上的读数游标尺的读数为。 滑块的宽度除以滑块通过光电门的时间即为滑块通过光电门时的速度。 由于系统水平方向所受合外力为，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为，故在释放后系统的动量仍然为，则有。 一定要掌握游标卡尺的读数的方法，这是高考的重点内容。 【解答】滑块的宽度应该是主尺的示数与副尺的示数的和，而副尺共有个小格，即精确到，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为，所以滑块的宽度为； 滑块通过光电门的速度； 滑块通过光电门的速度； ?由于系统水平方向所受合外力为，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为，故在释放后系统的动量仍然为，则有。??
12.【答案】；；? ；?
【解析】双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度； 根据双缝干涉条纹的间距公式判断干涉条纹的间距变化； 根据，求得相邻亮纹的间距；根据双缝干涉条纹的间距公式推导波长的表达式，并求出波长的大小。 本题关键是明确实验原理，体会实验步骤，最好亲手做实验；解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式；解决本题的关键掌握双缝干涉的条纹间距公式，明确相邻亮纹的间距与亮纹中心间距的关系。 【解答】双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A； 根据双缝干涉条纹的间距公式知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确； B.根据双缝干涉条纹的间距公式，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误； C.根据双缝干涉条纹的间距公式，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确； D.去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光是白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象．故D错误．故选AC； 根据双缝干涉条纹的间距公式，可得； 已知第条亮纹中心到第条亮纹中心间距，可得，由得：； 代入得： 故答案为；；? ；??
13.【答案】解：由波形图可知，波长，若波沿轴负方向传播，经波长传到虚线位置， 则：，， 得：， 当时满足条件，所以； 若波沿轴正方向传播，周期满足，则时间内经波长传到虚线位置，即：，解得：， 则波速：； 假设波沿轴正方向传播，传播时间： 所以 根据可得： 当时，解得， 故假设成立，波沿着轴正方向传播。 假设波沿轴负方向传播，传播时间： 所以 根据可得： 当时，无解，故假设不成立。14.【答案】，；；；?
【解析】向右运动的过程中，一直处于静止状态；由于与的碰撞过程为弹性碰撞，取的初速度方向为正方向，则有： 由动量守恒定律知：? 由能量守恒定律知：? 联立、式解得：，方向水平向左?，方向水平向右 设与碰后再次回到点时，做匀速运动的时间为，做减速运动的时间为 在时间内，做匀减速直线运动，由牛顿第二定律知的加速度； 在时间内，的加速度?，的加速度为； 在这段时间内运动的位移与运动的位移大小之和等于，则有：? 而在这段时间内运动的总位移也等于，则有：? 联立、式解得：??舍去?，； 由问中分析可知，? 在时刻的速度为：；则在做减速运动阶段，运动的时间；这表明在停止之前已停止运动，且由于对的最大静摩擦力，故当停止运动后，不会再向左运动；则在运动到粗糙面之后运动的位移为，只有在这段时间内才对有摩擦力的作用，于是有对的摩擦力所做的功为：。 为了实现上述的过程，则小球在碰后速度方向向左不为零且小球偏离竖直方向的角度要小于； 于是第一个临界状态为：当小球与碰后小球速度恰为零时，设与小球相连的绳长为，则有： 对小球由动能定理知： 对小球与的碰撞过程由动量守恒定律知： 第二个临界状态为：当小球与碰后小球恰好上升到偏离竖直方向的地方，设碰后小球的速度为 对小球与的碰撞过程由动量守恒定律知： 对小球由动能定理知： 小球与碰后再次回到点的时间与小球做简谐运动的相等回来时小球第一次从最低点上升到最高点，于是有： 其中为小球做匀速运动到达的右端的时间，即，所以；故有 由单摆运动的周期公式； 联立解得，当小球与碰后速度为时，；当小球恰好上升到偏离竖直方向时，； 这样为了实现题中的过程必须满足： 15.【答案】解：设是全反射的临界角，光线在第一个三梭镜右侧斜面上恰好发生全反射时， 根据折射定律得： 代入较大的折射率得： 所以顶角的范围为或； 脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为和，由折射定律得： ， 设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为和，则满足： ，， 联立并代入数据得： 答：为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，的取值范围为； 若，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差为。?
16.【答案】解：由可知，滑块滑上传送带后做加速运动，设滑上传送带后一直加速， 则， 解得，所以在传送带上一定先加速后匀速，滑上的速度为， 又因为恰好停在点，则有，? 解得； 与碰撞，由系统动量守恒定律有 接下来、整体压缩弹簧到弹簧恢复原长后，脱离弹簧，这个过程有 ， ， 联立解得； 要使不脱离圆轨道，有两种情况，一是最多恰能到达圆心等高处，二是至少到达圆轨道最高处，若恰能到达圆心等高处，从到与圆心等高处，根据机械能守恒有，? 则，? 由可知，从到滑块一直做减速运动，则有， 可得，? 如果滑块从静止开始在传送带上一直加速，滑块到达时速度为，则有 ，， 可知滑块能滑上传送带就一定能到达点， 在、碰撞及与弹簧作用的过程中， ?， 又， 联立解得，有， 若恰能到达最高点，在最高点有，从到最高点有 ， 解得，? 同理可得的初速度范围是，? 所以或。?
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